CN107367681B - 探针卡模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探针卡模块，其包括：多个导电探针；一印刷电路板，具有非圆形的一上表面与一下表面，并包含一连接该多个导电探针的导电线路；一探针固定座，设置于该印刷电路板的下表面，并用以固定该多个导电探针；以及多个电路芯片，设置于该印刷电路板的上表面。

Description

探针卡模块
技术领域
本发明涉及一种探针卡。
背景技术
在集成电路元件的制造过程中，晶粒切割或元件封装之前会进行电性测试，通常通过探针卡将测试机(Tester)提供的电源信号与测试信号传输给待测元件(Device UnderTesting，简称DUT)；其中，电源信号用以供给待测元件所需电源，测试信号用以检测待测元件。
现有的探针卡模块10的结构造可如图1A与图1B所示，其中图1A为其剖面图，图1B为其上视图。该探针卡模块10的结构主体为印刷电路板12，通过探针固定座13将导电探针11固定于印刷电路板12下方，且该印刷电路板12固定于探针卡支持器14上。该探针卡支持器14具有一中央开口，当该印刷电路板12设置于该探针卡支持器14上时，该导电探针11可通过该中央开口向下点触待测元件(未图标)的测试垫片(Testing pad)。
一般而言，探针卡的上视图轮廓与待测元件晶圆的形状及尺寸大致相同；也就是说，如果待测元件为8寸晶圆，则该印刷电路板12将会是直径大约为8寸的圆形盘状物。此外，为了探针卡支持器14能在测试机上对准定位，一般会在该探针卡支持器14内设置上下各一个定位销(Alignment Pin)15；当然，此上下两个定位销15之间的距离必须大于该印刷电路板12的直径D0。
当集成电路制造技术升级时，例如，由制造8寸晶圆升级到制造12寸晶圆，测试机台常会整个升级更新，这将造成很大的成本负担。因此，本发明尝试在原有测试机台的软件系统基础下，针对其中的探针卡及探针卡支持器进行硬件机构为主的改进，以达到花费最少成本而能满足集成电路制造技术升级所需的电性测试。对于现有的探针卡模块技术，可参考中国台湾专利案TW M270488、TWI287634、TW I453846，中国专利案CN 1665011，及美国专利案US6060892，皆完全不同于本案中的技术方案。
发明内容
本发明的目的之一即在于解决当集成电路制造技术升级时，可在原有测试机台的软件系统基础下，针对其中的探针卡模块(包含探针卡及探针卡支持器)进行硬件机构为主的改进，以达到花费最少成本并能满足集成电路制造技术升级所需的电性测试
根据本发明的一方面，一实施例提供一种探针卡模块，其包括：多个导电探针；一印刷电路板，具有非圆形的一上表面与一下表面，并包含一连接该多个导电探针的导电线路；一探针固定座，设置于该印刷电路板的下表面下，用以固定该多个导电探针；以及多个电路芯片，设置于该印刷电路板的上表面。
在一实施例中，该多个电路芯片连接该印刷电路板中的导电线路。
在一实施例中，该电路芯片为单刀双掷开关或操作放大器。
在一实施例中，该印刷电路板的非圆形上表面具有一第一直线边、一平行于该第一直线边的第二直线边、一第一圆弧边及一与该第一圆弧边左右对称的第二圆弧边。
在一实施例中，一第一圆具有一第一直径，一第二圆具有一大于该第一直径的第二直径，该第一弧形边与该第二弧形边皆为该第二圆的部分弧形边，该第一直径等于该第一直线边与该第二直线边之间的距离，且该多个电路芯片设置于该第一圆与该第一弧形边之间的区域上或该第一圆与该第二弧形边之间的区域上。
附图说明
图1A为现有的探针卡模块的结构剖面图；
图1B为现有的探针卡模块的结构上视图；
图2A为根据本发明实施例探针卡模块的结构剖面图；
图2B为根据本发明实施例探针卡模块的结构上视图；
图2C为本实施例印刷电路板的上视图轮廓；
图3为多个电路芯片的实施例的电路图。
附图标记说明：10、100-探针卡模块；11、110-导电探针；12、120-印刷电路板；121-第一直线边；122-第二直线边；123-第一圆弧边；124-第二圆弧边；125-上表面；126-下表面；127-左弧区；128-右弧区；13、130-探针固定座；14、140-探针卡支持器；15、151、152-定位销；160-电路芯片；161-单刀双掷开关；162-操作放大器；171-第一圆；172-第二圆。
具体实施方式
为对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合图式详细说明本发明的实施例如后。在所有的说明书及图示中，将采用相同的元件编号以指定相同或类似的元件。
在各个实施例的说明中，当一元素被描述是在另一元素的「上方/上」或「下方/下」，指直接地或间接地在该另一元素之上或之下的情况，其可能包含设置于其间的其他元素；「直接地」指其间并未设置其他中介元素。「上方/上」或「下方/下」等的描述以图式为基准进行说明，但亦包含其他可能的方向转变。「第一」、「第二」、及「第三」用以描述不同的元素，这些元素并不因为此类谓辞而受到限制。为了说明上的便利和明确，图式中各元素的厚度或尺寸，以夸张或省略或概略的方式表示，且各元素的尺寸并未完全为其实际的尺寸。
图2A与图2B为根据本发明实施例探针卡模块100的结构示意图，其中图2A为其剖面图，图2B为其上视图。该探针卡模块100包含：多个导电探针110、一印刷电路板120、一探针固定座130、探针卡支持器140以及多个电路芯片160；其中，该多个导电探针110、该印刷电路板120、该探针固定座130及该多个电路芯片160组合成本技术领域所谓的“探针卡”，此探针卡可利用该探针卡支持器140固定于芯片针测机(Prober，未图示)，以进行待测物晶圆的电性测试。
该印刷电路板120可以是多层印刷电路板，其包含连接至该多个导电探针110的导电线路，并作为上述探针卡的主体结构。对于现有的探针卡，如图1B所示，该印刷电路板120的上视图轮廓为圆形，其直径D0大约就是待测元件晶圆的尺寸，例如，8寸直径。反观本发明实施例，该印刷电路板120的上视图轮廓并非圆形；例如，如图2B所示，该印刷电路板120具有四个边：第一直线边121、位于该第一直线边121另一侧的第二直线边122、第一圆弧边123及位于该第一圆弧边123另一侧的第二圆弧边124；其中，该第一直线边121平行于该第二直线边122，该第一圆弧边123与该第二圆弧边124彼此左右对称。
以下进一步详述该印刷电路板120的上视图轮廓的形状。如图2C所示，假设该印刷电路板120上有两个虚拟圆：具有第一直径D1的第一圆171和具有第二直径D2的第二圆172，其中，第一直径D1小于第二直径D2，且该第一直径D1等于该第一直线边121与该第二直线边122的间距，使得该第一弧形边123为该第二圆172左半部的弧，该第二圆弧边124为该第二圆172右半部的弧，该第一直线边121为第一圆171的上切线，且该第二直线边122为第一圆171的下切线。
举例来说，假设原有的芯片针测机是专为8寸晶圆而设计的，当集成电路制造技术由制造8寸晶圆升级到制造12寸晶圆时，则采用本实施例所提供的技术，电性测试工作可在原有8寸晶圆芯片针测机的既有架构下，将原有8寸探针卡的印刷电路板左右横向扩大，同时原有8寸探针卡支持器也跟着扩大成12寸的宽度，但其内部结构仍能作为扩大后印刷电路板的支持座。此时，如图2B及图2C所示，第一直径D1可以是8寸，第二直径D2可以是12寸，且由于该印刷电路板120的纵向并未扩大而维持在8寸的宽度，因此定位销151与152的位置并不需要更动，也因此不会因上述更动而增加额外成本。
此外，该探针固定座130可设置于该印刷电路板120的下表面126，用以固定该多个导电探针110。该多个电路芯片160可设置于该印刷电路板120的上表面125，特别是可设置于如图2C所示的左弧区127和右弧区128，其为该第一直线边121、该第二直线边122、该第一圆171与该第二圆172所圈出的两块区域，相较于图1B的印刷电路板12，其为该印刷电路板120额外多出来的表面区域，可用来设计额外的电路，以扩充测试机或芯片针测机的功能。
在本实施例中，我们将该多个电路芯片160设置于该左弧区127和该右弧区128，其中，该多个电路芯片160可进一步连接该印刷电路板120的导电线路。例如，该多个电路芯片160可以是单刀双掷开关161或操作放大器162，连接成如图3所示可减少待测物负载(loading)的电路。但不以此为限，该多个电路芯片160及其接线可以是用以扩充测试机或芯片针测机功能的其他电路。
综上所述，当集成电路制造技术升级时，例如，由制造8寸晶圆升级到制造12寸晶圆时，电性测试机台不需要投资很高的成本就可以完全更新；采用本发明的技术方案，只需变更探针卡模块，也就是将探针卡及探针卡支持器变大，就可以在原有测试机台的软件系统基础下，实现集成电路制造技术升级所需的电性测试，甚至可在探针卡变大所额外多出的面积上设计及制作其他扩充功能的电路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，当不能以之限制本发明的范围。即大凡依本发明权利要求范围所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims (5)

1.一种探针卡模块，其特征在于，包括：
多个导电探针；
一印刷电路板，具有非圆形的一上表面与一下表面，并包含连接该多个导电探针的一导电线路，该印刷电路板的该上表面具有一第一直线边、位于该第一直线边的另一侧的一第二直线边、一第一圆弧边及位于该第一圆弧边的另一侧的一第二圆弧边；
一探针固定座，设置于该印刷电路板的该下表面，用以固定该多个导电探针；以及
多个电路芯片，设置于该印刷电路板的该上表面。
2.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，该多个电路芯片连接该印刷电路板中的该导电线路。
3.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，该多个电路芯片为单刀双掷开关或操作放大器。
4.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，该第一直线边平行于该第二直线边，该第一圆弧边与该第二圆弧边左右对称。
5.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，一第一圆具有一第一直径，一第二圆具有大于该第一直径的一第二直径，该第一圆弧边与该第二圆弧边皆为该第二圆的部分圆弧边，该第一直径等于该第一直线边与该第二直线边之间的距离，且该多个电路芯片设置于该第一圆与该第一圆弧边之间的区域上或该第一圆与该第二圆弧边之间的区域上。
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